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公開番号2025109640
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-25
出願番号2024003648
出願日2024-01-14
発明の名称半導体発光素子、および半導体発光素子の製造方法
出願人株式会社小糸製作所,学校法人名城大学
代理人弁理士法人プロウィン
主分類H10H 20/819 20250101AFI20250717BHJP()
要約【課題】p型の半導体層からの水素離脱を効率的に行うことが可能な半導体発光素子、および半導体発光素子の製造方法を提供する。
【解決手段】成長基板(11)と、成長基板(11)の主面に対し垂直方向に立設されるとともに成長基板(11)の主面方向に延在し、内部にp型の半導体層を含む壁状半導体層(22)と、壁状半導体層(22)を埋め込む埋込半導体層(18)と、壁状半導体層(22)の一部、および埋込半導体層(18)の一部が除去され、p型の半導体層を露出させる除去領域(23)と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
成長基板と、
前記成長基板の主面に対し垂直方向に立設されるとともに成長基板の主面方向に延在し、内部にｐ型の半導体層を含む壁状半導体層と、
前記壁状半導体層を埋め込む埋込半導体層と、
前記壁状半導体層の一部、および前記埋込半導体層の一部が除去され、前記ｐ型の半導体層を露出させる除去領域と、を含むことを特徴とする半導体発光素子。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
請求項１に記載の半導体発光素子であって、
前記壁状半導体層は中心に配置されたｎ型コア層、前記ｎ型コア層の外周に配置された活性層、および前記活性層の外周に配置された前記ｐ型の半導体層を備えることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体発光素子であって、
前記ｐ型の半導体層は、前記活性層の外周に配置されたｐ型半導体層、および前記ｐ型半導体層の外周に配置されたトンネル接合層を備え、
前記埋込半導体層はｎ型の半導体層であることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体発光素子であって、
複数の前記壁状半導体層を含み、前記除去領域はすべての前記壁状半導体層の各々の一部を含んで形成されていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体発光素子であって、
前記壁状半導体層は壁状部の全体が一体として連結しており、
前記除去領域は、前記壁状半導体層の一部を含んで形成されていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項６】
成長基板上に開口部を有するマスクを形成するマスク形成工程と、
選択成長を用いて前記開口部にｐ型の半導体層を含む壁状半導体層を形成する壁状半導体層形成工程と、
前記壁状半導体層を埋め込むように前記成長基板上に埋込半導体層を形成する埋込半導体層形成工程と、
前記壁状半導体層の一部、および前記埋込半導体層の一部を除去して前記ｐ型の半導体層を露出させる除去領域形成工程と、
全体をアニールして前記ｐ型の半導体層を活性化させる活性化工程と、を含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子、および半導体発光素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子は、活性層において正孔と電子とが再結合することにより発光する。従来、活性層として平坦なシート状の井戸層が用いられてきた。これに対し近年では、３次元ナノ構造を有する半導体発光素子の開発が活発化している。特許文献１には、このような構造を有する半導体発光素子の一例が開示されている。
【０００３】
特許文献１に係る半導体発光素子の本体部は、ナノワイヤと呼ばれる細線構造体によって形成されている。ナノワイヤは、ｎ型コア層の周囲に活性層が形成され、活性層の周囲にｐ型半導体層、およびトンネル接合層が形成され、さらにその周囲をｎ型の埋込半導体層で埋め込んだ構成を有している。埋込半導体層によって複数のナノワイヤが連結され、強度が確保される。
【０００４】
ここで、特許文献１に係る半導体発光素子のｐ型半導体層とトンネル接合層は、水素を離脱させ活性化する必要がある。そのために、工程の途中でこれらの層を露出させて、アニール処理を施す。しかしながら、これらの層はｎ型の埋込半導体層で埋め込まれているため、効果的に水素を離脱させることができず、従って十分な活性化ができない。活性化が不十分だとこれらの層が高抵抗となり、半導体発光素子の素子効率が低下する。この点特許文献１に係る半導体発光素子では、半導体発光素子上部に、これらの層を露出させる除去領域を設け、この除去領域から水素を離脱させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－０４０６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし従来の半導体発光素子およびその製造方法では、ｐ型半導体層の上部を露出させてアニール処理しているため、ナノワイヤ構造の露出面積が小さく上部から水素が離脱するため、下部にまで十分に活性化処理を行うためには、アニール処理が長時間化してしまう傾向があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、ｐ型の半導体層からの水素離脱を効率的に行うことが可能な半導体発光素子、および半導体発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の半導体発光素子は、成長基板と、前記成長基板の主面に対し垂直方向に立設されるとともに成長基板の主面方向に延在し、内部にｐ型の半導体層を含む壁状半導体層と、前記壁状半導体層を埋め込む埋込半導体層と、前記壁状半導体層の一部、および前記埋込半導体層の一部が除去され、前記ｐ型の半導体層を露出させる除去領域と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
このような本発明の半導体発光素子では、壁状半導体層の一部、および埋込半導体層の一部が除去され、ｐ型の半導体層を露出させる除去領域が形成されているため、ｐ型の半導体層からの水素離脱を効率的に行うことが可能となる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記壁状半導体層は中心に配置されたｎ型コア層、前記ｎ型コア層の外周に配置された活性層、および前記活性層の外周に配置された前記ｐ型の半導体層を備えることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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